ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ОСАДИТЕЛЬНЫХ КАМЕР ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ПЫЛИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Приведены основные научные и практические результаты повышения эффективности работы вертикальных осадительных камер для утилизации пыли металлургического производства на основе разработки и внедрения аппаратов нового поколения, способных улучшить охрану окружающей среды и условия труда рабочих, уменьшить потери полезного продукта. Проанализированы технические и эксплуатационные характеристики существующих пылеуловителей и средств для снижения выбросов пыли в атмосферу и современные методы пылеочистки. Созданы теоретические основы инерционного пылеулавливания и определены параметры дополнительных осадительных поверхностей, обеспечивающих выход пылевых частиц из турбулентного потока в ламинарный, для исключения вторичного выноса пыли из аппарата. Описаны научно-технические основы выбора и разработки вертикальной конструкции пылеосадительной камеры с волоконными шторами и экономического обоснования замены циклонов на пылеосадительную камеру. Даны теоретическое обоснование механизма осаждения пыли в осадительных камерах и результаты лабораторных исследований, их эффективности с волоконными шторами и инерционном осаждении аэрозоля на волоконную штору. Доказано, что вертикально направленный очищаемый поток, взаимодействуя вверху камеры с отраженным от дискообразной перегородки потоком, перенаправляется в горизонтальном направлении вдоль радиусов корпуса камеры с уменьшающейся скоростью по мере удаления от центра к периферии в интервале от 0,35 до 0,035 м/с. При производительности аспирационной установки 7500 м³ /ч, диаметре внутренней шторы 0,5 м, высоте камеры 3,8 м и скорости фильтрации газа через эту штору 0,35 м/с скорость фильтрации через штору диаметром 5 м равна 0,035 м/с. Предложен новый механизм осаждения пыли в осадительных камерах, а также определено влияние электрического заряда частицы и волокна на эффективность осаждения пыли в камере. Разработана конструкция новой вертикальной пылеосадительной камеры с волоконными шторами, в которой скорость радиального потока уменьшается при переходе от одной шторы к другой, что обеспечивает условия перехода от инерционного осаждения частиц к диффузионному. Это увеличивает степень улавливания тонкодисперсной пыли до 95 % при начальной скорости воздушного потока в камере 0,35 м/с.

1. Young C.A., Luttrell G.H. (Eds.) Separation Technologies for Minerals, Coal, and Earth Resources: Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc. (SME), Englewood, Colorado, USA, 2012. – 739 p.

2. Peil, O.E., Ruban A.V., Johansson B. Self-consistent supercell approach to alloys with local environment effects // Physical Review B. 2012. Vol. 85. No. 16. P. 65140-1–165140-14.

3. Environmental Engfneeris, Handbook. Air Pollution / Liptak B.G. ed. Radnor, Pennsylvania, Chilton Book Company, 1974. Vol. 2. 1340 p.

4. Мулявко В.И., Олейник Т.А., Ляшенко В.И., Кириченко А.М., Олейник М.О. Повышение эффективности работы осадителных камер для улавливания пыли металлургического производства // Изв. вуз. Черная металлургия. 2016. Том 59. № 7. С. 456 – 464.

5. Davies C.N. Air Filtration. London – New York, Academic Press, 1973. 172 p.

6. Пат. 16983. А. Украина. Пылеуловитель / А.М. Кириченко, В.И. Му лявко, И.С. Багрий, В.И. Бережной и др. Опубл. 29.08. 97. Бюл. № 4.

7. Пат. 16963. А. УкраЇна. Вертикальна пилоосаджувальна камера / А.М. Кириченко, В.І. Мулявко. Опубл. 14.11.99. Бюл. №7.

8. Kirsch A.A., Stechkina I.B. The theory of aerosol fi ltration with fi brous fi lters. In: Fundamental of Aerosol Science / Shaw D. ed. – New York, Wiley, 1978, рp. 165 – 256.

9. Aguilera G., Arismendy J. Rheological characterization of para-me ters inside a hydrocyclone through variables obtained from CFD simulation // Proceedings of XXVII International Mineral Processing Congress, Santiago, Chile, 2014. Chapter 16. P. 41–49.

10. Dündar H., Kalugin A., Delgaro M., Palomino A., Türkistali A., Aqui no B., Lynch A. Screens and cyclones in closed grinding circuits. Proceedings: XXVII International Mineral Processing Congress, Santiago, Chile, 2014. Chapter 16. P. 65–75.

11. Ballif J., Greenberg L., Stern A. Am. Ind. Hyg. Assoc. J. 1948. Vol. 9. P. 85 – 91.

12. Strauss W. Industrial Gas Cleaning. 2nd ed. Oxford, Pergamon Press, 1975. 622 p.

13. Сравочник по обогащению руд. Специальные и вспомогательные процессы / Под ред. О.С. Богданова, В.И. Ревнивцева. – М.: Недра, 1983. – 376 с.

14. Алиев Г.М. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов. Справочник. – М.: Металлургия, 1986. – 544 с.

15. Govender D., Lelinski D., Traczyk F. Hybrid Energy FlotationTM – on the optimiza tion of fi ne and coarse particle kinetics in a single row // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2013. Vol. 113. No. 3. P. 383 – 410.

16. Мулявко В.И., Олейник Т.А., Ляшенко В.И., Михно С.В., Олейник М.О. Новые технологии и технические средства для сепарации слабомагнитных руд // Обогащение руд. 2014. № 2. С. 43 – 49.

17. Козин В.З. Опробование минерального сырья. – Екатеринбург: изд. УГГУ, 2011. – 316 с.

18. Хопунов Э.А. Селективное разрушение руд и техногенного сырья. – Екатеринбург: УИЦО, 2013. – 429 с.

19. Чантурия В.А., Козлов А.П., Вайсберг Л.А. Приоритетные направления исследований в области переработки минерального сырья // Обогащение руд. 2014. № 2. С. 3 – 9.

20. Юшина Т.И., Петров И.М., Авдеев Г.И., Валавин В.С. Анализ современного состояния добычи и переработки железных руд и железорудного сырья в Российской Федерации // Горный журнал. 2015. № 1. С. 41 – 47.

21. Мулявко В.И., Олейник Т.А., Ляшенко В.И., Олейник М.О. Повышение эффективности утилизации графитосодержащей пыли металлургического производства // Бюл. Черная металлургия. 2015. № 11. С. 67 – 75.

22. Мулявко В.И., Олейник Т.А., Ляшенко В.И. Совершенствование технологий и технических средств для пылеулавливания при переработке железной руды // КАЗАНТИП–ЭКО–2016. Инновационные пути решения актуальных проблем базовых отраслей, экологии, энерго- и ресурсосбережения: Сб. тр. XXIV Международной науч.-практ. конф., 6 – 10 июня 2016 г., г. Харьков. – Харьков: ГП «УкрНТЦ «Энергосталь», 2016. С. 147 – 158.

23. Пат. 1701375. РФ. Измельчительно сепарационная установка / В.Ф. Бызов, Г.В. Губин, В.И. Мулявко и др. Опубл. 30.12.91. Бюл. № 48.

24. Пат. 48631. А. Украина. Відцентровий магнітний сепаратор / В.Ф. Бизов, В.І. Мулявко, А.М. Кириченко та інші. Опубл. 15.08.02. Бюл. № 8.

25. Пат. 2060829. РФ. Магнитный сепаратор для разделения сыпучих материалов / В.Ф. Бызов, Г.В. Губин, В.И. Мулявко и др. Опубл. 27.05.96. Бюл. № 15.

26. А.с. 1130404. СССР. Циклон / А.П. Янов, Г.А. Жовтуха, В.И. Мулявко и др. Опубл. 23.12.84 . Бюл. № 47.

27. А.с. 1835305. СССР. Электрофильтр / В.Ф. Бызов, В.С. Харламов, В.И. Мулявко и др. Опубл. 23.08.93. Бюл. № 31.